WO2018049805A1 - 控制装置、控制方法及电器系统 - Google Patents

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李建华
娄贺伟
刘克勤
倪卫涛
王京
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珠海格力电器股份有限公司
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    • H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/12—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks for adjusting voltage in ac networks by changing a characteristic of the network load

Abstract

本发明提供一种控制装置、控制方法及电器系统，使得与电网并网的电器系统能够适应全部电网制式，从而避免重复工作，节约资源。所述控制装置，用于控制与电网并网的电器系统，所述控制装置包括：获取单元、匹配单元以及调整单元；所述获取单元用于获取所述电网的参数；所述匹配单元用于判断所述电器系统与所述电网的参数是否匹配；以及调整单元用于当所述电器系统与所述电网的参数不匹配时，对所述电网的参数进行调整。

Description

控制装置、控制方法及电器系统 技术领域
本申请要求于2016年9月19日提交中国专利局、申请号为201610831475.4、发明名称为“控制装置、控制方法及电器系统”的国内申请的优先权，其全部内容通过引用结合在本申请中。
背景技术
随着人类环保意识的增强，为节约传统能源，新能源受到了各国政府的高度重视。其特征在于，光伏作为相对成熟的新能源技术，运用日益广泛。以空调为例，由于其属于高耗能的必备家电产品，因此，与光伏结合的光伏空调一经推出便在世界范围得到广泛关注。
然而，各国的电网制式各不相同，电压有450V、410V、380V、220V及110V等各种等级，频率有50Hz和60Hz等制式。当所述光伏空调面对不匹配的电网制式时，若频率不符合，则容易导致运行不稳；若电压不匹配，母线电压太低时，谐波大、运行不稳定，而母线电压太高时，元器件无法承受且损耗大。故在海外市场推广所述光伏空调时，需要针对其他国家的某种电网制式开发一个特定系列。
具体地，图1示出了传统的针对特定电网制式的控制方法的流程图，如图1所示，该方法只能针对出口市场的特定电网制式，例如380V/50Hz。确定相应的母线电压650V及对应频率50Hz的参数a*50(a为相应系数)，则在380V/50Hz电网时运行效果良好。但是，如果该种控制方法应用于电网制式为220V/60Hz的地区，例如北美，则650V母线电压相对220V交流电压太高，损耗大大增加，并且50Hz和60Hz频率不匹配，系统控制容易发散，并网性能严重下降，则需要针对该类地区重新开发产品。这样就导致了开发任务繁重，且存在重复开发、资源浪费的弊端。
发明内容
有鉴于此,本发明提供一种控制装置、控制方法及电器系统，使得与电网并网的电器系统能够适应全部电网制式，从而避免重复工作，节约资源。
根据本发明第一方面，提供一种控制装置，用于控制与电网并网的电器系统，所述控制装置包括：获取单元、匹配单元以及调整单元；
所述获取单元用于获取所述电网的参数；所述匹配单元用于判断所述电器系统与所述电网的参数是否匹配；以及调整单元用于当所述电器系统与所述电网的参数不匹配时，对所述电网的参数进行调整。
进一步地，所述电网的参数为电网的电压和/或频率。
进一步地，如果参数匹配，则维持所述电网的所述参数，使得所述电器系统正常运行。
进一步地，所述获取单元包括电压和/或频率检测模块，用于获取所述电压和/或所述频率。
进一步地，该匹配单元接收获取单元获取的电网的所述参数，并与所述电器系统的参数进行比较，并输出匹配或不匹配的比较结果。
进一步地，所述匹配单元预先存储或实时获取与所述电网并网的所述电器系统的参数，以用于所述比较。
进一步地，所述调整单元包括电压调整模块和/或频率调整模块；
所述电压调整模块用于调整所述电压；以及所述频率调整模块用于调整所述频率。
进一步地，若电压不匹配，则所述电压调整模块确定所述电器系统中变流器的调制比,再根据获取的所述电网的电压与所述调制比的比值求出母线电压指令值；和/或
若频率不匹配，所述频率调整模块将获取的该频率乘以一系数获得调整后的频率。
根据本发明的第二方面，提供一种控制方法，用于控制与电网并网的电器系统，所述控制方法包括：获取步骤，获取所述电网的参数；匹配步骤，判断所述电器系统与所述电网的参数是否匹配；以及调整步骤，当所述电器系统与所述电网的参数不匹配时，对所述电网的参数进行调整。
进一步地，所述电网的参数为电网的电压和/或频率。
进一步地，如果参数匹配，则维持所述电网的参数，使得所述电器系 统正常运行。
进一步地，所述获取步骤包括电压和/或频率检测步骤，获取所述电压和/或所述频率。
进一步地，该匹配步骤，将所述获取步骤获取的电网的所述参数与所述电器系统的参数进行比较，并输出匹配或不匹配的比较结果。
进一步地，预先存储或实时获取与所述电网并网的所述电器系统的参数，以用于所述比较。
进一步地，所述调整步骤包括电压调整模块和/或频率调整步骤；
所述电压调整步骤，调整所述电压；以及
所述频率调整步骤，调整所述频率。
进一步地，若电压不匹配，则所述电压调整步骤，确定所述电器系统中变流器的调制比,再根据获取的所述电网的电压与所述调制比的比值求出母线电压指令值；和/或若频率不匹配，所述频率调整步骤，将获取的该频率乘以一系数获得调整后的频率。
根据本发明的第三方面，提供电器系统，设置有本申请中的控制装置。
进一步地，所述电器系统为光伏空调。
根据本发明的上述方案，通过获得所述电网的电压和/或频率等参数，并在所述电器系统与所述电网的参数不匹配时，调整所述参数，从而使得所述电器系统能够稳定运行，且损耗小。如此，当所述电器系统在面对不同的电网制式时，不需要针对所有电网制式单独开发，避免了重复的开发工作，节约了开发资源。
以下结合附图及具体实施方式对本发明的技术方案做进一步详细的描述，本发明的有益效果将进一步明确。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附 图。
图1示出了传统的针对特定电网制式的控制流程图；
图2示出了根据本发明一优选实施例的控制装置的结构框图；
图3示出了根据本发明一优选实施例的控制方法的流程图；
图4示出了根据本发明所述控制方法的一具体实施例。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明具体实施例及相应的附图对本发明技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
首先结合图2描述根据本发明一优选实施例的控制装置，用于控制与电网并网的电器系统，例如光伏空调，所述控制装置包括获取单元1、匹配单元2以及调整单元3。所述获取单元1用于获取所述电网的参数，所述匹配单元2用于判断所述电器系统与所述电网的参数是否匹配；以及调整单元3用于当所述电器系统与所述电网的参数不匹配时，对所述电网的所述参数进行调整。其中，所述电网的参数为电网的电压和/或频率。进一步地，如果参数匹配，则维持所述电网的所述参数，使得所述电器系统正常运行。
如此，本发明通过确定了所述电网的电压和/或频率等参数，并在所述电器系统与所述电网的参数不匹配时，调整所述参数，从而使得所述电器系统能够稳定运行，且损耗小。如此，当所述电器系统在面对不同的电网制式时，不需要针对所有电网制式单独开发，避免了重复的开发工作，节约了开发资源。
所述获取单元1用于获取所述电网的参数。如上所述，所述电网的参数为电网的电压和/或频率，所述获取单元1包括电压和/或频率检测模块，用于获取所述电压和/或所述频率。电压检测利用例如AD采样电路实现， 以及频率检测也可通过常用频率检测电路实现。
所述匹配单元2用于判断所述电器系统与所述电网的参数是否匹配。具体地，该匹配单元2接收获取单元1获取的电网的所述参数，并与所述电器系统的参数进行比较，并输出匹配或不匹配的比较结果。具体地，若两者所比较的参数相同则认为匹配，不同则认为不匹配。优选地，所述匹配单元2预先存储或实时获取与所述电网并网的所述电器系统的用电参数，以用于比较。所述电网的参数为电网的电压和/或频率。
调整单元3接收所述比较结果，当比较结果为不匹配，即所述电器系统与所述电网的参数不匹配时，对所述电网的所述参数进行调整。进一步地，如果比较结果为匹配，即所述电器系统与所述电网的参数匹配时，则维持所述电网的所述参数，使得所述电器系统正常运行。
在一个优选实施例中，所述调整单元3包括电压调整模块和/或频率调整模块。所述电压调整模块用于调整所述电压，所述频率调整模块用于调整所述频率。具体地，若电压不匹配，则所述电压调整模块确定所述电器系统中变流器的调制比,再根据获取的所述电网的电压与所述调制比的比值求出母线电压指令值。其中，确定所述变流器的调制比需综合考虑电器系统的谐波、稳定性和损耗值等。进一步地，若频率不匹配，所述频率调整模块将获取的该频率乘以一系数获得调整后的频率。所述系数优选为1-1.5。由此，则实现了对电压及所述频率等参数的调整，将上述调整后的参数代入传递函数即可实现对所述电器系统的控制。
以下结合图3、4描述根据本发明的控制方法。图3示出了根据本发明一优选实施例的控制方法的流程图。图4示出了根据本发明的所述控制方法的一具体实施例的流程图。
所述控制方法用于控制与电网并网的电器系统，例如光伏空调等，如图3所示，所述控制方法包括获取步骤S1、匹配步骤S2以及调整步骤S3。所述获取步骤S1，获取所述电网的参数；所述匹配步骤S2，判断所述电器系统与所述电网的参数是否匹配；以及调整步骤S3，当所述电器系统与所述电网的参数不匹配时，对所述电网的所述参数进行调整。其中，所述 电网的参数为电网的电压和/或频率。进一步地，如果参数匹配，则维持所述电网的所述参数，使得所述电器系统正常运行。
如此，本发明通过确定了所述电网的电压和/或频率等参数，并在所述电器系统与所述电网的参数不匹配时，调整所述参数，从而使得所述电器系统能够稳定运行，且损耗小。如此，当所述电器系统在面对不同的电网制式时，不需要针对所有电网制式单独开发，避免了重复的开发工作，节约了开发资源。
所述获取步骤S1中获取所述电网的参数。如上所述，所述电网的参数为电网的电压和/或频率，所述获取步骤S1进一步包括电压和/或频率检测步骤，用于获取所述电压和/或所述频率。电压检测利用例如AD采样电路实现，以及频率检测也可通过常用频率检测电路实现。
所述匹配步骤S2，判断所述电器系统与所述电网的参数是否匹配。具体地，将获取步骤S1中获取的电网的所述参数，并与所述电器系统的参数进行比较，并输出匹配或不匹配的比较结果。具体地，若两者所比较的参数相同则认为匹配，不同则认为不匹配。优选地，可预先存储或实时获取与所述电网并网的所述电器系统的用电参数，以用于所述比较。所述电网的参数为电网的电压和/或频率。
调整步骤S3，接收所述比较结果，当比较结果为不匹配，即所述电器系统与所述电网的参数不匹配时，对所述电网的所述参数进行调整。进一步地，如果比较结果为匹配，即所述电器系统与所述电网的参数匹配时，则维持所述电网的所述参数，使得所述电器系统正常运行。
在一个优选实施例中，所述调整步骤S3包括电压调整步骤和/或频率调整步骤。所述电压调整步骤，调整所述电压，所述频率调整步骤，调整所述频率。具体地，若电压不匹配，则所述电压调整步骤中，确定所述电器系统中变流器的调制比,再根据获取的所述电网的电压与所述调制比的比值求出母线电压指令值。其中，确定所述变流器的调制比需综合考虑电器系统的谐波、稳定性和损耗值等。例如在一个优选的实施例中，压缩机直流工作电压范围为580V-780V，匹配单元通过实时采样电网的电压和频 率值，判断出该机组并网的电网制式(例如是380V/50Hz)，判断出电网制式后，控制系统相应的调整控制参数，使机组在频率50Hz/60Hz下都能够稳定运行，并且把不同的电网电压(如220V、380V等)升压到负载能够接受的直流电压范围。进一步地，若频率不匹配，所述频率调整步骤中，将获取的该频率乘以一系数获得调整后的频率。由此，则实现了对电压及所述频率等参数的调整，将上述调整后的参数代入传递函数即可实现对所述电器系统的控制。
以下结合图4说明根据本发明的所述控制方法的一具体实施例。如图4所示，实时判断所述电器系统所在电网的制式，当电网制式与所述电器系统的现有参数匹配时，维持电网参数不变，系统正常运行。当不匹配时，若电压不匹配，需综合考虑系统谐波、稳定性和损耗值，确定变流器的调制比m，再根据u/m求出母线电压指令值Udc，u为交流电压值、m为所述调制比。例如在美洲市场，电网电压峰值一般是311V，如果调制比是0.3，则母线电压升压到311/0.3＝1036V，该电压太高了，负载最大承受电压为780V，虽然谐波性能好，但是损耗大，控制不稳，因此会根据该电网制式选择调制比为0.5，则母线电压值调整后为622V；若频率f不匹配，依据a*f，a为相应系数对所述频率进行调整。系数a的取值范围优选为1-1.5。由此获得调整后的参数。
本发明还提供一种电器系统，尤其是一种光伏空调系统，设置有本申请中的控制装置，能够适应不同的电网制式。
以上对本发明的控制装置、控制方法和电器系统进行了描述。根据本发明的方案，通过获得所述电网的电压和/或频率等参数，并在所述电器系统与所述电网的参数不匹配时，调整所述参数，从而使得所述电器系统能够稳定运行，且损耗小。如此，当所述电器系统在面对不同的电网制式时，不需要针对所有电网制式单独开发，避免了重复的开发工作，节约了开发资源。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，对于本领域技术人员而言，本发明可以有各种改动和变化。凡在本发明的精神和原 理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (18)

  1. 一种控制装置，用于控制与电网并网的电器系统，所述控制装置包括：
    获取单元、匹配单元以及调整单元；
    所述获取单元用于获取所述电网的参数；
    所述匹配单元用于判断所述电器系统与所述电网的参数是否匹配；以及
    调整单元用于当所述电器系统与所述电网的参数不匹配时，对所述电网的参数进行调整。
  2. 如权利要求1所述的控制装置，其特征在于，
    所述电网的参数为电网的电压和/或频率。
  3. 如权利要求1或2所述的控制装置，还包括，
    如果参数匹配，则维持所述电网的参数，使得所述电器系统正常运行。
  4. 如权利要求2所述的控制装置，其特征在于，
    所述获取单元包括电压和/或频率检测模块，用于获取所述电压和/或所述频率。
  5. 如权利要求1-4任一项所述的控制装置，其特征在于，
    该匹配单元接收获取单元获取的电网的所述参数，并与所述电器系统的参数进行比较，并输出匹配或不匹配的比较结果。
  6. 如权利要求5所述的控制装置，其特征在于，
    所述匹配单元预先存储或实时获取与所述电网并网的所述电器系统的参数，以用于所述比较。
  7. 如权利要求1-6任一项所述的控制装置，其特征在于，
    所述调整单元包括电压调整模块和/或频率调整模块；
    所述电压调整模块用于调整所述电压；以及所述频率调整模块用于调整所述频率。
  8. 如权利要求7所述的控制装置，其特征在于，
    若电压不匹配，则所述电压调整模块确定所述电器系统中变流器的调制比,根据获取的所述电网的电压与所述调制比的比值求出母线电压指令 值；和/或
    若频率不匹配，所述频率调整模块将获取的该频率乘以一系数获得调整后的频率。
  9. 一种控制方法，用于控制与电网并网的电器系统，所述控制方法包括：
    获取步骤，获取所述电网的参数；
    匹配步骤，判断所述电器系统与所述电网的参数是否匹配；以及
    调整步骤，当所述电器系统与所述电网的参数不匹配时，对所述电网的参数进行调整。
  10. 如权利要求9所述的控制方法，其特征在于，
    所述电网的参数为电网的电压和/或频率。
  11. 如权利要求9或10所述的控制方法，还包括，
    如果参数匹配，则维持所述电网的参数，使得所述电器系统正常运行。
  12. 如权利要求10所述的控制方法，其特征在于，
    所述获取步骤包括电压和/或频率检测步骤，获取所述电压和/或所述频率。
  13. 如权利要求9-12任一项所述的控制方法，其特征在于，
    该匹配步骤，将所述获取步骤获取的电网的所述参数与所述电器系统的参数进行比较，并输出匹配或不匹配的比较结果。
  14. 如权利要求13所述的控制方法，其特征在于，
    预先存储或实时获取与所述电网并网的所述电器系统的参数，以用于所述比较。
  15. 如权利要求9-14任一项所述的控制方法，其特征在于，
    所述调整步骤包括电压调整模块和/或频率调整步骤；
    所述电压调整步骤，调整所述电压；以及
    所述频率调整步骤，调整所述频率。
  16. 如权利要求15所述的控制方法，其特征在于，
    若电压不匹配，则所述电压调整步骤，确定所述电器系统中变流器的调制比,根据获取的所述电网的电压与所述调制比的比值求出母线电压指 令值；和/或
    若频率不匹配，所述频率调整步骤，将获取的该频率乘以一系数获得调整后的频率。
  17. 一种电器系统，其特征在于，设置有权利要求1-8任一项所述的控制装置。
  18. 如权利要求17所述的电器系统，其特征在于，所述电器系统为光伏空调。
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